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MANUEL TECHNIQUE
BOITE DE COUPLAGE BCP-U-892
BOITE DE COUPLAGE BCPBCP-U-892
OFFRANT LA POSSIBILITÉ DE 3 CONFIGURATIONS
:
1) PHASE – TERRE (1 COUPLAGE)
2) PHASE – PHASE (1 COUPLAGE)
3) PHASE – TERRE (2 COUPLAGES)
QUALIFIEE EDF SUIVANT CAHIER DES CHARGES
EDF D61000 06 75 88/04 & CONFORME AUX NORMES C.E.I.
SATEC 8/10 rue Jean Baptiste SEMANAZ - 93315 LE PRÉ-SAINT-GERVAIS CEDEX
Tel : 01.48.45.63.62 Fax : 01.48.45.02.11 E-mail: [email protected]
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Dossier Technique SATEC : B33477
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MANUEL TECHNIQUE
SOMMAIRE
1 – GENERALITES
2 – INSTALLATION
3 – REGLAGES
4 – CARACTERISTIQUES MECANIQUES
5 – CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES ET H.F.
6 – PLANS
ENSEMBLE PLAQUE DE FOND
SCHÉMA ÉLECTRIQUE
ENSEMBLE MÉCANIQUE
CÂBLE H.T.
COURBE D’ACCORD SÉRIE
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1 – GENERALITES
Les boîtes de couplage BCPU 892 sont utilisées pour l’adaptation et la protection des courants porteurs sur ligne
haute tension (CPL).
L’injection de courants porteurs haute fréquence sur une ligne haute tension se fait à travers un condensateur de
couplage fortement isolé en fonction de la tension de la ligne de transport d’énergie.
En liaison avec le condensateur, la boîte de couplage BCPU 892 permet :
L’adaptation d’impédances entre le câble de raccordement à l’équipement CPL et la ligne utilisée
comme support de transmission.
La protection des circuits basse tension contre les surtensions transitoires apparaissant en ligne et
transmises à travers le condensateur de couplage.
Le drainage à la terre du courant résiduel de fréquence industrielle (50 ou 60 Hz) qui s’écoule à
travers le condensateur de couplage.
La compensation de la capacitance du condensateur de couplage au moyen d’une inductance
ajustable en série, en fonction de la fréquence de travail du CPL.
La possibilité d’insertion d’un atténuateur fixe destiné à masquer les réactions réciproques des
adaptations d’une extrémité sur l’autre dans les cas de lignes courtes.
Le couplage différentiel, soit d’un équipement CPL sur deux phases de ligne, soit de deux
équipements CPL sur la même phase.
2 – INSTALLATION
2.1 - MONTAGE
Le coffret est prévu pour fixation murale.
Il peut être monté sur la structure métallique du départ de ligne sur lequel se trouve le condensateur de couplage,
sans dispositif de protection spécial : il est intrinsèquement protecteur s’il est convenablement mis à la terre.
La fixation se fait par quatre pattes débordantes, au moyen de quatre vis de Ø 10 mm (voir dimensions sur le plan
page 9).
Le coffret se monte verticalement, à hauteur d’homme, pour faciliter les opérations de réglage et de maintenance :
une fois mis à la terre, l’accès, même aux éléments, ne présente absolument aucun risque pour l’opérateur.
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2.2 – RACCORDEMENTS
Prise de terre sur la borne extérieure filetée : utiliser une cosse à œil de Ø 13 mm
Câble de liaison à l’équipement CPL : peut être un coaxial ou une paire blindée.
Afin de s’adapter à tous les cas, le raccordement se fait à l’intérieur sur bornes à visser (capacité de serrage
jusqu’à 4 mm²)
Le passage du câble se fait par presse-étoupe au bas du coffret
Bornes :
N° 1 : ne sert pas pour raccordement extérieur util isée uniquement aux fins de mesures
N° 2 : masse ou tresse du coaxial d’entrée en prove nance du CPL
N° 3 : fil chaud ou âme du coaxial d’entrée en prov enance du CPL
N° 4 : masse ou tresse du coaxial de liaison vers u n autre coffret ou CPL 2 CPL 1 ph
N° 5 : fil à chaud ou âme du coaxial de liaison ver s un autre coffret ou CPL 1 CPL 2 ph
Câble de sortie vers le condensateur de couplage : inclus dans la fourniture avec sa prise HT
3 – REGLAGES
Ils peuvent avoir deux buts :
Adaptation d’impédances
Accord série de la self inductance de compensation
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L’ADAPTATION D’IMPÉDANCES doit être effectuée dans tous les cas.
Elle consiste en l’ajustage du rapport élévateur du transformateur H.F. (T2089/1) afin de respecter le rapport des
impédances câble de liaison du CPL / Ligne de transmission H.T.
Pour cela, le transformateur T2089/1 est muni de prises au primaire et au secondaire.
Chaque prise est accessible par cosse type FASTON de 6,35 mm.
Les valeurs d’impédance sont indiquées en clair face à chaque cosse :
- Au primaire : 3 valeurs : 50 – 75 et 100 Ω
- Au secondaire : 11 valeurs de 100 à 600 Ω par pas de 50 Ω
Voici quelques données de base pour les réglages les plus couramment rencontrés :
Câble coaxial = 75 Ω ( sauf utilisation d’un autre type de coaxial)
Câble symétrique (paire blindée 2 X 1 mm²) = 90 à 100 Ω
Ligne haute tension, ente phase et terre = de 200 à 450 Ω
Ligne haute tension entre deux phases = de 300 à 600 Ω
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LA COMPENSATION DE LA CAPACITÉ DE COUPLAGE PAR ACCORD SÉRIE.
Cet accord n’est pas toujours nécessaire, il dépend de :
- La fréquence de travail de l’émetteur CPL
- La valeur de capacité du condensateur de couplage
Une courbe fournie avec chaque coffret permet d’estimer l’utilité de l’accord ; on peut, cependant, fixer les idées
comme suit :
Pas besoin d’accord au-delà de 200 KHz avec un condensateur de > 4 nF
Pas besoin d’accord avec un condensateur de >30 nF dans toute la bande CPL ( ≥ 40 KHz )
Pour les autres combinaisons fréquence / capacité, il y aura lieu d’insérer tout ou partie de l’inductance de
la self IN2090/1 ; celle-ci est calculée pour compenser, à sa valeur maximum, la fréquence minimum (40 KHz)
avec un condensateur de 4 nF.
Les prises de la self sont également disponibles sur cosses FASTON de 6,35 mm.
Les nombres de spires sont indiqués en clair sur chaque intervalle, ils sont étagés de telle sorte qu’il est possible
de choisir la valeur en graduant spire par spire de 1 à 107 en combinant les enroulements en série.
Un fil jaune séparé sert à la mise en série des deux parties d’enroulements séparés.
ATTENTION : NE PAS S’EN SERVIR POUR COURT CIRCUITER UN ENROULEMENT
Il y a la possibilité d’éliminer la self en raccordant les fils vert et rouge sur deux cosses en court-circuit 22-24.
NOTA : il faut tenir compte du fait qu’un accord série à forte self et faible capacité détermine un effet passe-bande
avec une bande passante relativement étroite (environ 10 KHz dans le cas limite cité plus haut).
La bande passante s’élargit à mesure de la diminution de la self série.
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Le processus de réglage peut changer suivant les circonstances, toutefois, un procédé de base peut être défini
comme suit :
A – Boucler le coffret d’une extrémité sur une résistance de 75 Ω aux bornes 2 / 3 (le coffret étant
configuré pour un rapport 75 / 300 Ω comme point de départ, sans self d’accord, sauf cas particulier
de faible capacité et fréquence basse).
B – Injecter à l’entrée du coffret de l’extrémité opposée (configuré de façon identique au premier )
un signal haute fréquence (issu d’un émetteur CPL ou d’un générateur ad-hoc).
C – Interrompre le circuit de sortie du transformateur d’adaptation en desserrant la tête de vis qui apparaît
au centre de la borne 1, glisser la tête de vis vers une extrémité de la borne – ceci coupe le circuit
entre les deux côtés de la borne).
D – Brancher un milli ampèremètre entre les deux douilles de Ø 4 mm de la borne (aptes pour fiches
banane standard).
E – Émettre la fréquence centrée sur la fréquence nominale de la liaison et effectuer les mesures
suivantes :
Mesurer d’abord le courant délivré par le générateur (ou l’émetteur) dans une résistance de
75 Ω. Supposons une valeur de 200 mA sur 75 Ω
Raccorder l’émission sur les bornes 2/3, mesurer le courant de sortie sur la borne 1
interrompue ; dans l’hypothèse retenue, il devrait se trouver autour de 100 mA (en effet, le
rapport des impédances étant 300 / 75 = 4, les courants seront inversement proportionnels à la
racine carrée de ce rapport, soit ½).
En fonction du résultat trouvé et des caractéristiques de la liaison, on procédera comme suit :
CAS DE FRÉQUENCE < 100 KHZ
avec condensateur < 10 nF, on trouvera probablement un courant trop faible ; procéder à rechercher un courant
maximum en insérant des valeurs de self progressivement croissantes, brancher définitivement les prises de self
donnant le courant maximum
Si ce courant est inférieur ou supérieur à la valeur théorique (ici 100 mA), jouer sur les prises du secondaire du
transformateur d’adaptation pour s’approcher de la bonne valeur.
Lorsque l’on a déterminé un réglage approximatif (il est inutile de rechercher des valeurs trop exactes, cela ne
conduirait qu’à une perte de temps), il convient de configurer le couplage de l’autre extrémité de la même façon.
ATTENTION : Cette opération aura très certainement pour conséquence de modifier les valeurs mesurées au
début.
Si la ligne est courte ( < 30 km), l’effet peut être très marqué et mener à des va-et-vient désespérants. Il est alors
recommandé d’insérer l’atténuateur prévu dans ce but dans chaque boîte ; il aura un effet de masque de nature à
faciliter les réglages sans pour autant gêner la liaison entre les CPL.
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CAS DE FRÉQUENCE > 100 KHZ
Et / ou de capacité de couplage < 10 nF, les opérations seront facilitées par suite de l’absence de self nécessaire
(ou de sa faible valeur, éventuellement).
On se limitera, dans ce cas, à ajuster le rapport des impédances du transformateur d’adaptation.
Une fois déterminée la configuration la plus approchée de part et d’autre de la liaison, il faut vérifier la validité du
réglage en balayant (au générateur) en fréquence de part et d’autre de la fréquence centrale : s’assurer qu’il n’y a
pas de réflexions.
Celles-ci se manifestent par des variations importantes et parfois abruptes de courant ( ou de tension ) en fonction
de la fréquence dans la bande à transmettre.
Ces réflexions sont un indice soit de désadaptation importante, soit d’anomalie de ligne (piquage intermédiaire ou
défaut d(homogénéité quelconque). Si la ligne ne présente pas de telles anomalies, la seule désadaptation sera
corrigée en reprenant les prises des transformateurs des boîtes de couplage.
Des variations sensibles de niveau en fonction de la fréquence peuvent aussi être dues à une mauvaise
compensation par l’accord série de la self. On peut y remédier en modifiant légèrement le nombre de spires en plus
ou en moins pour régulariser au mieux la bande passante.
Il est bon de savoir, toutefois, que la perfection n’existe pas plus dans ce domaine que dans bien d’autres.
On admettra donc, faute de mieux, un léger déséquilibre s’il ne dépasse pas 2 ou 3 dB.
Au cas où on ne disposerait pas d’un générateur approprié aux mesures demandées, l’équipement CPL peut très
bien en tenir lieu : on remplacera alors le balayage en fréquence par l’envoi de porteuse modulée.
Un bon réglage donnera une porteuse peu ou pas déformée par la présence de la modulation (absence de
variations importantes d’amplitude causées par la modulation de fréquence, par exemple).
Un oscilloscope est évidemment nécessaire pour ces vérifications.
Si on ne dispose pas de milliameremètre H.F., les mesures ci-dessus peuvent être avantageusement remplacées
par des mesures de tension (efficace ou crête), par exemple au moyen de l’oscilloscope. Il suffit de savoir que le
rapport des tensions sera cette fois en raison directe de la racine carrée du rapport des impédances : si l’on mesure
10 V sur 75 Ω,on devra mesurer un peu moins de 20 V sur 300 Ω (compte tenu des pertes).
Bien entendu, la recherche de l’accord série avec la self devra alors se faire en visant la tension de sortie minimum
entre la borne 1 (non interrompue !) et la terre.
ATTENTION : ne pas oublier de rétablir la continuité de la borne 1 en fin de réglages !
(ramener la tête de vis au centre de la borne et la resserrer à fond).
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La dernière opération consistera en la mesure de l’affaiblissement de la ligne. Elle est simple : la valeur du niveau
(tension) émis d’un côté sera comparé au niveau reçu de l’autre côté sur une résistance de la valeur nominale de
l’impédance de travail (connectée comme indiqué en A ci-dessus).
Pour fixer les idées, on peut compter sur un affaiblissement de l’ordre de 0,2 dB/km.
L’affaiblissement se mesure en décibels : 20.logUe/US
(Ue = tension émise – Us = tension reçue).
Il est toujours utile de procéder à ces opérations dans les deux sens : on doit normalement trouver des résultats
très proches.
La procédure ci-dessus concerne une liaison classique entre une phase de la ligne H.T. et terre.
Elle peut être appliquée au cas de couplage entre deux phases, mais elle se complique notablement du fait que
quatre boîtes vont inter-réagir les unes sur les autres …
Dans ce cas, il faut faire intervenir le transformateur différentiel TD1 de la carte A1763.
Les raccordements à effectuer sont indiqués sur les plans et sur la plaque de refroidissement des résistances de la
carte, de même que ceux nécessaires à l’insertion de l’atténuateur en « T »
Ce même différentiel peut servir à coupler deux équipements CPL sur une seule ligne, il évite toute perturbation
d’un équipement sur l’autre (transmodulation notamment).
4 – CARACTERISTIQUES MECANIQUES
4.1 – DIMENSIONS (voir plan page 12 )
Hauteur
Hauteur hors tout ( + prise PMD )
Largeur
Largeur hors tout
Profondeur hors tout
Diamètre des trous de fixation
Entraxes de fixation
Matériaux utilisés - coffret
Matériaux utilisés - fixation
Matériaux utilisés - conducteurs
600 mm
1020 mm
400 mm
480 mm
305 mm
13 mm
565 X 450 mm
Résine polyester armée de fibre de verre
Acier inoxydable
Cuivre étamé
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4.2 – POIDS
Coffret équipé
Câble de sortie H.T.
24.5 kg
1.8 kg
4.3 – ELEMENTS INTERNES
Borniers de 5 bornes capacité de serrage
Un bloc moulé transformateur / self
Un bloc moulé blindé bobine de drainage
Une carte différentiel et atténuateur
Deux parafoudres à fort écoulement
Un condensateur de séparation 50 Hz
Un sectionneur de terre de sécurité
Une prise traversée étanche de sortie H.T.
4 mm² avec coupure et douilles de test
T2089/1 + IN2090/1
IN2088
A1763 + TD 1
PF1 + PF 2
C1
S1
NOTA : le sectionneur de sécurité met l’entrée côté condensateur H.T. à la terre.
L’ouverture de la porte du coffret ne peut se faire qu’après fermeture à la terre de ce sectionneur.
PAR CONSEQUENT : LA BOITE DE COUPLAGE NE PEUT PAS FONCTIONNER PORTE OUVERTE
Afin d’éviter toute fausse manœuvre, la position du couteau du sectionneur est visible de l’extérieur dans tous les
cas (porte vitrée).
ATTENTION : IL EST IMPERATIF DE RACCORDER LA PRISE DE TERRE AVANT TOUT AUTRE
MANIPLATION.
L’OUBLI DE CETTE TERRE RENDRAIT LA BOITE DE COUPLAGE INACCESSIBLE ET DANGEREUSE LORS
DE LA MISE SOUS TENSION D E LA LIGNE – AVEC PROBABILITE D’ARC A LA TERRE LA PLUS PROCHE*
•
•
l’amorçage serait dû au courant 50 Hz passant par le condensateur de couplage.
Son intensité serait donc limitée mais resterait très dangereuse : faute de drainage à la terre, la tension
apparaissant à travers le condensateur H.T. sera celle de la ligne haute tension.
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5 – CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES & H.F.
Tension d’isolement côté H.T. (drainage et parafoudres déconnectés)
Courant nominal du sectionneur de terre (1 minute)
5 KV eff 50/60 Hz
200 A eff
Impédance à 50 Hz de la bobine de drainage
< 25 Ω
Courant permanent admissible à 50 Hz de drainage
1 A eff
Tension de service du condensateur séparateur C1
>10 KV
Courant d’écoulement du parafoudre PF 2 en onde de choc (mis en court-circuit
5 KA
automatique après 15 mn d’amorçage à 150 mA eff)
Impédances d’entrée côté CPL
50 – 75 – 100Ω
Impédances de sortie côté H.T.
100-150-200-250300-350-400-450500-550-600 Ω
< 0.8 dB
Atténuation de transfert entre 40 et 500 KHz
Inductance de la self de compensation (totalité des spires)
Possibilité de réglage (par pas de 1 spire)
4.6 mH
De 1 à 107 spires
Résonance propre
600 KHz
Impédance à vide côté H.T. au-delà de 40 KHz
5 KΩ
Puissance de porteuse maximum sans atténuateur en T
100 W
Puissance de porteuse maximum avec atténuateur en T de service
25 W
Inter-modulation avec 2 X 20 W (deux porteuses à 2 KHz d’écart)
- 76 dB
Cas d’utilisation de l’atténuateur en T
Atténuation nominale
6 dB
Cas d’utilisation du transformateur différentiel
75 ou 100 Ω
Impédances de liaison côté CPL
Perte par répartition de puissance
3 dB
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